Rilevazione automatizzata del marciapiede ferroviario: un nuovo metodo basato su marker e telecamere di bordo
La misurazione della distanza tra treno e marciapiede, parametro critico per la sicurezza dei viaggiatori, può beneficiare di un approccio basato su immagini acquisite da telecamere montate sui convogli in servizio ordinario. Uno studio pubblicato su Infrastructures (Vol. 11, pag. 223) propone una metodologia che utilizza marker installati sulla banchina e sulle traverse, sfruttando la visione frontale del treno per superare i limiti delle tecniche monoscopiche convenzionali.
Limiti della visione monoculare tradizionale
I sistemi di misura basati su una singola telecamera, pur vantando costi contenuti e semplicità di installazione, sono affetti da incertezza sulla profondità. Questo fattore ne limita l’impiego nelle applicazioni di monitoraggio infrastrutturale di precisione. Il metodo proposto aggira il problema integrando marker fisici di dimensioni note, posizionati su marciapiede e traverse, con i dati di offset di installazione e le informazioni geometriche del binario. L’obiettivo è definire un piano di misura trasversale locale, valido in condizioni di ripresa quasi frontale.
La procedura di misura in cinque fasi
Il workflow tecnico si articola in una sequenza operativa che combina tecniche di visione artificiale e calcolo geometrico.
Il primo passo consiste nell’individuazione automatica dei marker mediante un algoritmo YOLO. Segue la correzione della distorsione dell’obiettivo, operazione necessaria per ripristinare le proporzioni metriche reali dell’immagine. La localizzazione di precisione dei marker viene poi affidata alla correlazione digitale di immagini (DIC), che consente di identificare i punti di riferimento con accuratezza sub-pixel.
Una volta ottenute le coordinate pixel dei marker, la scala locale viene convertita da pixel a unità metriche. L’ultima fase prevede il calcolo vettoriale delle grandezze geometriche di interesse: la larghezza del varco orizzontale tra treno e marciapiede e la differenza di quota verticale tra i due piani di calpestio.
Risultati sperimentali su linea ferroviaria regionale
La campagna di prove in campo è stata condotta su una linea ferroviaria regionale in esercizio. I dati raccolti hanno permesso di valutare l’accuratezza del sistema nelle condizioni operative reali.
Con l’applicazione della correzione di distorsione e utilizzando il centro del marker come riferimento, la stima del varco orizzontale ha raggiunto i seguenti valori di errore:
- Errore assoluto medio (MAE): 4,6 mm
- Errore quadratico medio (RMSE): 5,3 mm
- Errore massimo assoluto: 8,8 mm
Per quanto riguarda la misura del dislivello verticale, l’introduzione della correzione di distorsione ha ridotto l’MAE da 14,2 mm a 9,0 mm. Tuttavia l’errore massimo assoluto è rimasto a 21,2 mm, un valore che segnala la presenza di fattori di disturbo non completamente compensati.
Prospettive per il monitoraggio della sicurezza in stazione
I dati raccolti indicano la fattibilità dell’impiego di questo sistema per il controllo del varco orizzontale in condizioni di binario rettilineo e con inquadratura quasi frontale. La metodologia può rappresentare un supporto alle ispezioni periodiche e alle attività di manutenzione, offrendo la possibilità di acquisire misure ripetibili senza interferire con il servizio ferroviario.
Rimangono aperti alcuni aspetti critici. L’errore massimo sulla quota verticale richiede ulteriori approfondimenti per identificare le fonti residue di incertezza. Lo studio evidenzia che i test sono stati condotti su un tracciato rettilineo: la validazione su curve e in condizioni di illuminazione variabile costituisce il naturale sviluppo della ricerca.
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